操做系统-- 中断、异常、和系统调用

中断的来源是外设
异常的来源是不良的程序软件的非法指令等等
系统调用的来源应用程序主动向操做系统发出的合法服务请求

1、中断

中断是CPU的一个功能，就是CPU停下当前的工做，保留现场后自动地转去执行相应的处理程序，CPU控制权发生改变，处理完该中断紧急事件后再返回断点继续执行被刚才被打断的程序。

中断过程分为两部分
一、硬件：

依据内部或者外部事件设置中断标志，产生中断号，而后依据中断向量表调用相应的中断服务处理例程

二、软件：

首先进行现场保存（由编译器完成），而后进行中断服务处理（中断服务例程完成），接着清除中断标记（中断服务例程），最后进行现场恢复（编译器）。

2、异常

在cpu中，当程序执行到特定指令，这条指令触发了异常事件，好比说除0操做，cpu也会获得一个异常编号，操做系统会保留当前产生异常的现场
处理异常：
一、杀死产生异常的程序，例如：地址空间越界等非法行为
二、从新执行异常指令，例如：缺页指令

若是是第二种状况，操做系统会修补应用程序的代码问题，而后从新执行异常指令，使异常变正常。

3、系统调用

处理过程：上层用户程序调用printf()，会触发系统调用write()，write中会带些参数，好比打印的内容、执行的外设。而后访问对应的外设，这里是屏幕，而后打印出这个内容。

注意：这其中会有一个系统调用接口。

经过系统调用，能够实现从用户态到内核态的转变。
用户态：不能执行访问IO指令，不能执行特权指令
内核态：至关于掌握了整个计算机。能够执行任何指令。

用户程序和内核拥有各自的堆栈，执行系统调用，会切换堆栈，切换特权身份。这些都是有很大的系统开销的，但也是有回报的，安全性获得的保障
这些开销都是值得的，有了这些开销才能保障程序在一个安全可靠的环境下运行。